直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-06-30 08:04本頁面
【正文】 計(jì)調(diào)速環(huán)。也采用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)可表示成3．轉(zhuǎn)速環(huán)PID調(diào)節(jié)器參數(shù)的計(jì)算根據(jù)跟隨性能和抗擾動(dòng)動(dòng)態(tài)性能同時(shí)滿足的原則，取h=5，于是轉(zhuǎn)速環(huán)的超前時(shí)間常數(shù)轉(zhuǎn)速環(huán)的開環(huán)增益于是，可得轉(zhuǎn)速環(huán)調(diào)節(jié)器（ASR）的比例系數(shù)為4．近似條件的校驗(yàn)轉(zhuǎn)速環(huán)的頻率特性中的截止時(shí)的頻率為(1)電流環(huán)調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)的簡化條件為 滿足條件；(2)轉(zhuǎn)速環(huán)較小的時(shí)間常數(shù)的近似條件為 滿足條件。5．轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校核當(dāng)h=5時(shí)，查表33得，不能滿足設(shè)計(jì)的要求，應(yīng)該按ASR退飽和的情況重新計(jì)算。由，求出。取h=5，查表34得，而因此，即h=5，能滿足設(shè)計(jì)的要求。根據(jù)理論設(shè)計(jì)結(jié)果，構(gòu)建直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型，如圖41所示：圖41直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型為了使系統(tǒng)模型更簡潔，利用了Simulink的打包功能將調(diào)節(jié)器模型縮小為一個(gè)分支模塊，如圖42(a)、(b)所示： （a） （b）圖42 （a）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR （b）電流調(diào)節(jié)器ACR運(yùn)行已構(gòu)建好的Simulink直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真模塊，在空載、滿載和擾動(dòng)下，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真得到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電流的仿真波形分別如圖4445所示： 圖43轉(zhuǎn)速環(huán)空載高速起動(dòng)波形圖圖44轉(zhuǎn)速環(huán)滿載高速起動(dòng)波形圖 圖45 t=1s時(shí)加入負(fù)載擾動(dòng)轉(zhuǎn)速環(huán)的抗擾波形圖根據(jù)以上仿真結(jié)果對(duì)系統(tǒng)的性能指標(biāo)進(jìn)行分析：（1）上升時(shí)間：，響應(yīng)時(shí)間較快。（2）超調(diào)量σ：。超調(diào)量滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性較好。（3）調(diào)節(jié)時(shí)間：，穩(wěn)定后基本上無靜差，系統(tǒng)較穩(wěn)定。（4）峰值時(shí)間：，系統(tǒng)的瞬間響應(yīng)較快。（5）在系統(tǒng)穩(wěn)定后1s時(shí)突加額定負(fù)載，系統(tǒng)穩(wěn)定抗擾性良好。5 結(jié) 論本文對(duì)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真進(jìn)行了研究從直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和調(diào)速原理出發(fā)，引入本論文要采用的調(diào)速性能、可靠性、經(jīng)濟(jì)性上都具有優(yōu)越性，而且功率范圍寬的晶閘管電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，即VM系統(tǒng)。通過對(duì)直流電動(dòng)機(jī)和整流裝置模型的分析，逐步建立了雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，通過工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，在MATLAB仿真軟件Simulink環(huán)境下建立系統(tǒng)的仿真模型，并分別在系統(tǒng)空載、滿載、擾動(dòng)作用下進(jìn)行了仿真，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析。得出常規(guī)PID控制下的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本符合設(shè)計(jì)要求，穩(wěn)定后基本上無靜差，受到擾動(dòng)后回復(fù)時(shí)間較短，抗擾性能較好，但常規(guī)PID控制器參數(shù)不能隨被控對(duì)象變化而作相應(yīng)調(diào)整，控制效果有時(shí)不能盡人意，系統(tǒng)響應(yīng)速度、穩(wěn)態(tài)精度方面需要進(jìn)一步加以改進(jìn)。通過本課題的研究，得到許多收獲，如：更深入掌握、研究了典型雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，學(xué)習(xí)并掌握運(yùn)用了MATLAB/Simulink仿真軟件。由于本課題研究的基礎(chǔ)是電力拖動(dòng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)有關(guān)方面的知識(shí)，通過本設(shè)計(jì)我對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能及其控制有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。參考文獻(xiàn)[1] 胡虔生，[M] .北京中國電力出版社，2005[2] 謝卓輝．直流調(diào)速系統(tǒng)的全數(shù)字控制[D]．中國優(yōu)秀碩士論文數(shù)據(jù)庫，2001．[3] 阮毅，陳伯時(shí)．電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009[4] 鄒伯敏．自動(dòng)控制理論[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007．6．[5] 胡雙，馬志云．直流電機(jī)系統(tǒng)建模研究[J]．電工技術(shù)雜志，2003．8：17~21[6] 趙崗金，王兆明，楊玉珍．?dāng)?shù)字控制直流調(diào)速系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)的研制與應(yīng)用[B].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2006年，第28卷[7] 韋?。悄芸刂萍夹g(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版，2000．1．[8] 席愛民．模糊控制技術(shù)[M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2008．6．[9] 張德豐. MATLAB模糊系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2009．4．[10] 張國良，曾靜，柯熙政，等．模糊控制及其MATLAB應(yīng)用[M]. 西安：西安交通大學(xué)出版社，2002．11．[11] 阮毅，陳維鈞．運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)[M]．北京：清華大學(xué)出版，2006．
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